Xác định đại lượng cần đo
Khi xe chở thêm vật, động cơ thường phải tạo mô-men lớn hơn để tăng tốc hoặc vượt lực cản. Đo dòng điện ở nhiều mức tải giúp quan sát sự thay đổi này, nhưng dòng điện không nhất thiết tăng đều theo khối lượng: mặt đường, tốc độ và tình trạng pin cũng ảnh hưởng đến kết quả.
Trước khi đo, hãy phân biệt dòng qua một động cơ với dòng cấp cho cả xe. Dòng ở nhánh cấp nguồn cho mạch điều khiển động cơ có thể bao gồm hai động cơ và phần hao tổn của mạch điều khiển; dòng ở đầu pin còn có thể bao gồm cảm biến, vi điều khiển và các thiết bị khác.
Chuẩn bị xe, tải và dụng cụ
Chuẩn bị xe robot, nguồn điện phù hợp, các vật tải có thể xác định khối lượng, cân, thước đo quãng đường và bảng ghi kết quả. Dùng cùng một xe, loại pin và mặt đường cho mọi lần đo.
Có thể dùng ampe kìm đo dòng một chiều kẹp quanh một dây dẫn, hoặc cảm biến dòng có dải đo phù hợp. Nếu dùng đồng hồ vạn năng mắc nối tiếp, phải kiểm tra trước giới hạn dòng, cầu chì, cổng cắm và khả năng chịu dòng lúc động cơ khởi động. Không chọn dụng cụ chỉ dựa trên dòng khi xe đã chạy ổn định.
Chọn vị trí đo và đấu nối
Để đo riêng một động cơ, đặt dụng cụ trên một dây dẫn của đúng động cơ đó, theo hướng dẫn của nhà sản xuất dụng cụ. Với ampe kìm đo dòng một chiều, chỉ kẹp một dây; kẹp cả dây đi và dây về cùng lúc có thể khiến hai dòng triệt tiêu trong phép đo.
Nếu mục tiêu là đánh giá điện năng mà cụm truyền động lấy từ pin, có thể đo trên dây cấp nguồn từ pin đến mạch điều khiển động cơ và ghi rõ đây là dòng đầu vào của cụm truyền động, không phải dòng qua riêng một động cơ. Khi đấu nối, hãy tắt nguồn và kiểm tra cực tính. Tuyệt đối không đặt đồng hồ ở chế độ đo dòng trực tiếp song song với hai cực pin.
Thiết lập phép thử công bằng
Chọn các mức tải, kể cả mức xe không chở hàng, và đặt vật tải chắc chắn ở cùng một vị trí trên xe. Giữ nguyên chương trình điều khiển, lệnh tốc độ, lộ trình, mặt đường và điểm xuất phát. Theo dõi điện áp pin để nhận biết trường hợp nguồn điện thay đổi đáng kể giữa các lượt.
Chia mỗi lượt thành hai giai đoạn: lúc khởi động và khi xe chạy tương đối ổn định trên một đoạn đường xác định. Dòng khởi động có thể cao hơn dòng khi xe đang chạy, nên không gộp một giá trị đỉnh thoáng qua với giá trị trung bình của cả đoạn đường.
Tiến hành đo và ghi số liệu
Bắt đầu từ xe không tải. Cho xe chạy theo cùng một lệnh điều khiển, ghi khối lượng tải, điện áp pin, dòng lúc khởi động nếu dụng cụ ghi nhận được, và dòng trung bình trên đoạn đường đã chọn. Lặp lại với từng mức tải, rồi thực hiện nhiều lượt cho mỗi mức để thấy độ dao động của phép đo.
Nếu xe dùng điều khiển PWM, dòng điện có thể thay đổi nhanh theo các xung đóng cắt. Đồng hồ đo thông thường có thể chỉ hiển thị giá trị trung bình không ổn định hoặc bỏ lỡ đỉnh ngắn; hãy ghi rõ loại dụng cụ và cách lấy mẫu, và chỉ so sánh các lượt được đo bằng cùng một phương pháp.
Xử lý và diễn giải kết quả
Lập bảng gồm các cột: khối lượng tải, số lượt đo, điện áp pin, dòng khởi động và dòng trung bình khi chạy ổn định. Tính giá trị trung bình của các lượt ở từng mức tải, rồi vẽ đồ thị với khối lượng tải trên trục ngang và dòng trung bình trên trục dọc.
So sánh kết quả để trả lời: tải tăng có làm dòng tăng không, và mức tăng có giống nhau ở mọi khoảng tải không? Nếu kết quả bất thường, kiểm tra bánh xe có cọ vào khung, tải có bị xê dịch, pin có yếu đi hoặc xe có chạy lệch đường hay không. Dòng điện riêng lẻ chưa cho biết điện năng tiêu thụ; muốn ước tính điện năng, cần đo cả điện áp và thời gian hoạt động tại vị trí đo phù hợp.
Giữ an toàn và mở rộng bài học
Ngừng thử nếu dây dẫn, pin, mạch điều khiển hoặc động cơ nóng bất thường; không giữ bánh xe bị kẹt để tạo tải vì dòng có thể tăng rất cao. Cố định dây đo để chúng không vướng vào bánh xe và chỉ thay đổi cách đấu nối khi đã ngắt nguồn.
Sau phép đo, học sinh có thể thảo luận cách giảm dòng khi xe chở hàng: giảm khối lượng không cần thiết, hạn chế ma sát ở bánh hoặc điều chỉnh cách tăng tốc. Mỗi đề xuất nên được kiểm tra lại bằng cùng quy trình đo để tránh nhầm tác động của tải với tác động của điều kiện chạy.
